DE10127951A1

DE10127951A1 - Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor und Steuerungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE10127951A1
Application number: DE10127951A
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Ando; Jun Takemura; Kazunari Kuwabara; Shigeo Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2021-06-09
Also published as: US20020000209A1; DE10127951B4; JP2001349232A; JP4134492B2; US6622690B2

Abstract

In einem Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor, der eine Ansaug- und Ausstoßeinrichtung zum Ansaugen und Ausstoßen von Luft während einer vorbestimmten Zeitspanne zwischen einer zweiten Hälfte eines zweiten Expansionshubes und einer ersten Hälfte eines ersten Kompressionshubes, der sich dem zweiten Expansionshub anschließt, so daß der erste Kompressionshub, ein erster Expansionshub, ein zweiter Kompressionshub und der zweite Expansionshub mit der Umdrehung einer Kurbelwelle im Verbrennungsmotor aufeinanderfolgend wiederholt werden können; und eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff aufweist, der mindestens einer Verbrennungskammer im Verbrennungsmotor zugeführt wird; führt die Steuervorrichtung eine Steuerungsoperation aus, um ersten Kraftstoff in den ersten Kompressionshub einzuspritzen und zweiten Kraftstoff in den ersten Expansionshub oder den zweiten Kompressionshub einzuspritzen. Daher führt der erste Kraftstoff den ersten Verbrennungsprozeß aus, und der zweite Kraftstoff wird dann in verbrannte Gase eingespritzt, die im ersten Verbrennungsprozeß erzeugt werden, um einen zweiten Verbrennungsprozeß zu ermöglichen, der sich dem ersten Verbrennungsprozeß anschließt. Dies verbessert die Kraftstoffausnutzung und reinigt die Auspuffgase in einer verbesserten Weise.

Description

Diese Erfindung betrifft einen Direkteinspritzungs-Ver brennungsmotor, der aufeinanderfolgend den ersten Kompressi onshub, den ersten Expansionshub, den zweiten Kompressionshub und den zweiten Expansionshub mit der Umdrehung einer Kurbel welle des Motors wiederholt.

In den jüngsten Jahren ist ein Verbrennungsmotor entwickelt worden, der einen Verbrennungstakt verbessert, um einen hohen Wirkungsgrad und die Reinigung von Auspuffgasen zu erzielen.

Zum Beispiel offenbart die vorläufige japanische Patent veröffentlichung Nr. 9-4459 einen Motor, der eine Hauptverbren nungskammer und eine Hilfsverbrennungskammer aufweist, von de nen jede mit einer Zündkerze versehen ist. Dieser Motor zielt darauf ab, einen stöchiometrischen thermischen Wirkungsgrad zu verbessern, indem er zwei Expansionshübe in einem Kompressions hub auf eine solche Weise ausführt, daß die Hauptverbrennungs kammer (Hauptkammer) und die Hilfsverbrennungskammer (Hilfs kammer) die innere Mischung durch die jeweiligen Zündkerzen zünden, um die Verbrennung unabhängig voneinander auszuführen.

Im obigen Stand der Technik gibt es die Notwendigkeit, die Hilfsverbrennungskammer zusätzlich zu der normalerweise vorge sehenen Verbrennungskammer (Hauptverbrennungskammer) vorzuse hen und die jeweiligen Zündkerzen in der Hauptverbrennungskam mer und der Hilfsverbrennungskammer vorzusehen. Dies kompli ziert die Struktur des Motors und erfordert sehr hohe Herstel lungskosten. Überdies unterscheidet sich der Stand der Technik hinsichtlich der Auspuffgaseigenschaften nicht so sehr von den normalen Verbrennungsmotoren, da die Hauptkammermischung und die Hilfskammermischung nur zu unterschiedlichen Zeiten durch geführt werden, um zwei Expansionshübe in einem Kompressionshub auszuführen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor bereitzustellen, der die Kraftstoffausnutzung verbessert und die Auspuffgase in einer verbesserten Weise reinigt, ohne die Herstellungskosten bedeu tend zu erhöhen.

Die obige Aufgabe kann mit den Merkmalen der Ansprüche ge löst werden.

Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Er findung einen Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor bereit, der aufweist: eine Ansaug- und Abgas- bzw. Ausstoßeinrichtung zum Ansaugen und Ausstoßen von Luft während einer vorbestimmten Zeitspanne zwischen einer zweiten Hälfte eines zweiten Expan sionshubes und einer ersten Hälfte eines ersten Kompressions hubes, der sich dem zweiten Expansionshub anschließt, so daß der erste Kompressionshub, ein erster Expansionshub, ein zwei ter Kompressionshub und der zweite Expansionshub mit der Umdre hung einer Kurbelwelle im Verbrennungsmotor aufeinanderfolgend wiederholt werden können; eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff, der mindestens einer Verbren nungskammer im Verbrennungsmotor zugeführt wird; und die Steu ervorrichtung zur Ausführung einer Steuerungsoperation, um er sten Kraftstoff in den ersten Kompressionshub einzuspritzen und zweiten Kraftstoff in den ersten Expansionshub oder den zweiten Kompressionshub einzuspritzen.

Die Eigenschaft dieser Erfindung, ebenso wie deren andere Aufgaben und Vorteile, werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen gleiche Bezugs zeichen durch die Figuren hindurch dieselben oder ähnliche Tei le bezeichnen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, das einen Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das die Arbeitsweise eines Direkt einspritzungs-Verbrennungsmotors gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, das die Arbeitsweise eines Direkt einspritzungs-Verbrennungsmotors gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein PV-Diagramm, das die Arbeitsweise eines Direktein spritzungs-Verbrennungsmotors gemäß einer Ausführungs - form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5(a)-5(f) konzeptionelle Schnittansichten, die die Ar beitsweise eines Direkteinspritzungs-Verbrennungsmo tors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung zeigen, wobei Fig. 5(a) einen Zustand im ersten Kompressionshub zeigt, in dem Hauptkraftstoff (der er ste Kraftstoff) in Restgase oder frische Luft einge spritzt wird, Fig. 5(b) zeigt einen Zustand im ersten Kompressionshub, in dem eine Funkenzündung durchge führt wird, um den Hauptkraftstoff um eine Zündkerze herum zu verbrennen, Fig. 5(c) zeigt einen Zustand im ersten Expansionshub, in dem der um die Zündkerze herum überkonzentrierte Hauptkraftstoff in einer mageren Schichtladungsverbrennung durch die Funkenzündung ver brannt wird, Fig. 5(d) zeigt einen Zustand im ersten Expansionshub, in dem zusätzlicher Kraftstoff (der zweite Kraftstoff) in verbrannte Hochtemperaturgase des Hauptkraftstoffs eingespritzt wird, wobei viele aktive Stoffe und überschüssiger Sauerstoff koexistie ren, Fig. 5(e) zeigt einen Zustand im zweiten Kompres sionshub, in dem die Zersetzung des in die verbrannten Gase eingespritzten, zusätzlichen Kraftstoffes in der Hochtemperatur-Zylinderatmosphäre fortschreitet, und Fig. 5(f) zeigt einen Zustand im zweiten Expansionshub, in dem der zusätzliche Kraftstoff in Mehrpunkt-Selbst zündungsverbrennung oder Funkenzündungsverbrennung verbrannt wird, indem die Zylinderinnentemperatur und der Zylinderinnendruck ausgenutzt werden; und

Fig. 6 ein Diagramm, das die Wirkungen eines Direkteinsprit zungs-Verbrennungsmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich nungen in weiteren Details beschrieben.

Es wird nun ein Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor ge mäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrie ben. Die Fig. 1-5 zeigen den Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotor gemäß dieser Ausführungsform.

Zuerst wird eine Beschreibung der Struktur des Direktein spritzungs-Verbrennungsmotors (der im folgenden auch als Motor bezeichnet wird) gemäß dieser Ausführungsform gegeben.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sind eine Zündkerze 4 und ein Kraft stoffeinspritzungsventil 6, das sich direkt in eine Verbren nungskammer 5 öffnet, an einem Zylinderkopf 2 an jedem Zylinder 3 im Motor 1 angebracht. Eine Zündspule 4A betreibt die Zünd kerze 4, und eine Steuereinrichtung bzw. ein Treiber 6A be treibt das Kraftstoffeinspritzungsventil 6.

Im Zylinder 3 ist ein Kolben 8 mit einer Kurbelwelle 7 ver bunden und ein halbsphärisch-konkaver Hohlraum 9 ist an der Oberseite des Kolbens 8 ausgebildet.

Der Zylinderkopf 2 ist mit einem Ansaugkanal 11, der fähig ist, die Verbrennungskammer 5 über ein Einlaßventil 10 zu ver binden und einem Auslaßkanal 13 versehen, der fähig ist, die Verbrennungskammer 5 mit einem Auslaßventil 12 zu verbinden. Der Ansaugkanal 11 ist in einer im wesentlichen aufrechten Po sition am oberen Teil der Verbrennungskammer 5 angeordnet und bildet eine Verwirbelung bzw. einen longitudinalen Wirbelstrom (engl.: swirl flow; der in Fig. 1 im Uhrzeigersinn wirbelt) der Ansaugluft in der Verbrennungskammer 5 im Zusammenwirken mit dem Hohlraum 9, der an der Oberseite des Kolbens 8 ausgebildet ist.

Es ist ein Wassermantel 15 am Außenumfang des Zylinders 3 mit einem Wassertemperatursensor 16 vorgesehen, der die Tempe ratur des Kühlwassers ermittelt. Die Kurbelwelle 7 ist mit ei nem Kurbelwinkelsensor versehen, der ein Signal bei einem vor bestimmten Kurbelwinkel ausgibt.

Nockenwellen 18 und 19 zum Antreiben des Einlaßventils 10 und des Auslaßventils 12 sind jeweils mit einem Zylinderiden tifizierungssensor (Schließwinkelsensor) 20 versehen, der ein Zylinderidentifizierungssignal gemäß einer Nockenwellenpositi on abgibt.

Eine einstellbare Ventileinrichtung 41 ist zwischen den Nockenwellen 18, 19 und dem Einlaßventil 10 und dem Auslaß ventil 12 vorgesehen, um selektiv eine Betriebsart zwischen ei ner normalen Betriebsart, die einem Normalbetrieb entspricht, wobei ein Ansaughub, ein Kompressionshub, ein Expansionshub und ein Auslaßhub in einem Zyklus durchgeführt werden, und einer unregelmäßigen Betriebsart umzuschalten, die einem später be schriebenen unregelmäßigen Viertaktbetrieb entspricht (der im folgenden als unregelmäßiger Viertaktbetrieb bezeichnet wird).

Es kann eine Vielzahl bekannter Vorrichtungen als die ein stellbare Ventileinrichtung 41 eingesetzt werden, und eine Be schreibung derselben wird weggelassen.

In einem Ansaugsystem sind ein Luftfilter 21, ein Ansaug rohr 22, ein Drosselklappengehäuse 23, ein Druckausgleich behälter 24 und ein Ansaugkrümmer 25 in dieser Reihenfolge von der Stromaufwärtsseite ausgehend angeordnet. Der Ansaugkanal 11 ist stromabwärts vom Ansaugkrümmer 25 angeordnet. Das Drossel klappengehäuse 23 ist mit einer elektronisch gesteuerten Dros selklappe (ETV) 30 versehen, die die Menge der Luft, die in die Verbrennungskammer 5 strömt, gemäß einem Gaspedalwinkel ein stellt. Bei der Steuerung des Winkels ist die ETV auch in der Lage, eine Leerlaufdrehzahl zu steuern und das Ansaugen einer großen Menge von Ansaugluft während des Betriebs mit einem ma geren Luft-Kraftstoffverhältnis zu steuern, wie später be schrieben wird.

Ferner ist ein Luftstromsensor, der den Strom der Ansaug luft ermittelt, unmittelbar stromabwärts eines Luftfilters 21 vorgesehen. Das Drosselklappengehäuse 23 weist einen Drossel klappenpositionssensor 38, der einen Drosselklappenwinkel der ETV 30 ermittelt, und einen Leerlaufschalter 39 auf, der ein Leerlaufsignal ausgibt, wenn er den vollständigen Verschluß der ETV 30 ermittelt.

In einem Auslaßsystem sind ein Auspuffkrümmer 26, der den Auslaßkanal 13 aufweist, und ein Auspuffrohr 27 in dieser Rei henfolge von der Stromaufwärtsseite ausgehend angeordnet. Ein Dreiwegekatalysator 29 zur Reinigung der Auspuffgase ist im Auspuffrohr 27 unbeweglich angeordnet. Der Auspuffkrümmer 26 weist einen O₂-Sensor 40 auf.

Obwohl kein Kraftstoffzufuhrsystem dargestellt ist, wird Kraftstoff, dessen Druck so gesteuert wird, daß er einen vor bestimmten hohen Druck aufweist [mehr als das 10-fache des Luftdrucks (z. B.. zwischen 2 Mpa und 7 Mpa)] zum Kraftstoffein spritzungsventil 6 befördert, so daß Kraftstoff mit hohem Druck vom Kraftstoffeinspritzungsventil 6 eingespritzt werden kann.

Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 60, die als eine Steuereinrichtung des Verbrennungsmotors dient, ist vorgese hen, um den Betrieb von Motorsteuerkomponenten, wie der Zünd kerze 4 und dem Kraftstoffeinspritzungsventil 6 zu steuern. Die ECU 60 weist eine Ein-/Ausgabevorrichtung; eine Speichervor richtung zur Speicherung eines Steuerungsprogramms, einem Steu erfeld und dergleichen; eine Zentraleinheit und andere Vorrich tungen auf, wie einen Zeitgeber und einen Zähler. Die ECU 60 steuert die Motorsteuerkomponenten gemäß Sensorinformationen von den obigen verschiedenen Sensoren, Positionsinformationen von einem Schlüsselschalter und anderen Informationen.

Insbesondere ist der Motor der vorliegenden Erfindung ein Direkteinspritzungsmotor, der in der Lage ist, den Kraftstoff zu jedem gewünschten Zeitpunkt einzuspritzen. Dieser Motor ist in der Lage, so zu arbeiten, daß die Luft und der Kraftstoff gleichmäßig in einer gleichmäßigen Verbrennung gemischt werden, indem der Kraftstoff hauptsächlich in die gleichmäßige Verbren nung des Ansaughubes eingespritzt wird, und ist auch in der La ge, eine Schichtverbrennung durchzuführen, indem der Kraftstoff hauptsächlich in den Kompressionshub eingespritzt wird, um den oben erwähnten longitudinalen Wirbelstrom zu verwenden.

Ferner ist der Motor der vorliegenden Erfindung fähig, den unregelmäßigen Viertaktbetrieb, in dem zwei Kompressionshübe und zwei Expansionshübe in einem Verbrennungstakt durchgeführt werden, und den normalen Viertaktbetrieb auszuführen, in dem der Ansaughub, der Kompressionshub, der Expansionshub und der Auslaßhub in einem Verbrennungstakt durchgeführt werden. In der unregelmäßigen Viertakt-Betriebsart werden ein erster Verbren nungsprozeß, der hauptsächlich aus einer Schichtverbrennung be steht, und ein zweiter Verbrennungsprozeß, der hauptsächlich aus einer gleichmäßigen Verbrennung besteht, in einem Takt durchgeführt.

Die ECU 60 wählt eine Betriebsart gemäß der Motorumdre hungsgeschwindigkeit (die im folgenden als Motordrehzahl be zeichnet wird) Ne und einem mittleren effektiven Solldruck Pe (Soll-Pe), der den Belastungszustand des Motors anzeigt. In ei nem Bereich, wo die Motordrehzahl Ne niedriger als ein vorbe stimmter Wert Ne₀ ist und der Sollwert Pe kleiner als ein vor bestimmter Wert Pe₀ ist, wählt die ECU 60 die unregelmäßige Viertakt-Betriebsart. In einem Bereich, wo die Motordrehzahl Ne nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert Ne₀ ist oder der Soll wert Pe nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert Pe₀ ist, wählt die ECU 60 die gewöhnliche Viertakt-Betriebsart. Die gewöhnli che Viertakt-Betriebsart und die unregelmäßige Viertakt-Be triebsart werden mittels der einstellbaren Ventileinrichtung 41 ineinander umgeschaltet.

Wie oben angegeben, führt der erfindungsgemäße Motor die unregelmäßige Viertakt-Betriebsart aus, wenn er teilweise be lastet ist, außer wenn er schwer belastet ist oder sich mit ei ner hohen Drehzahl dreht.

Es wird nun ein erfindungsgemäßer Motorbetriebszyklus be schrieben. Wie in Fig. 2 gezeigt, führt der erfindungsgemäße Motor einen unregelmäßigen Betrieb mit vier Hüben in einem Zy klus aus (den unregelmäßigen Viertaktbetrieb), wobei der erste Kompressionshub (2), der erste Expansionshub (3), der zweite Kompressionshub (4) und der zweite Expansionshub (5) aufeinan derfolgend wiederholt werden. Ein Ansaugen (1) und Ausstoßen (6) werden in einer überlappenden Weise zwischen der zweiten Hälfte des zweiten Expansionshubes (5) und der ersten Hälfte des ersten Kompressionshubes (2) durchgeführt, der sich dem zweiten Expansionshub anschließt (5) [eine Periode zwischen dem zweiten Expansionshub (5) und dem ersten Kompressionshub (2), der Periode, in der ein Kolben in der Verbrennungskammer in der Nähe des unteren Totpunkts (BDC) angeordnet ist]. In diesem Fall wird ein Mittelpunkt C_E der Öffnungsperiode des Auslaß ventils 12 an das Ende des zweiten Expansionshubes (5) gelegt, und ein Mittelpunkt C₁ der Öffnungsperiode des Einlaßventils 10 wird an den Anfang des ersten Kompressionshubes (2) gelegt. Das Ausstoßen (6) wird früher als das Ansaugen (1) begonnen, und das Ansaugen (1) wird später als das Ausstoßen (6) beendet, so daß die Spülungsoperation effizient durchgeführt werden kann.

Ferner bildet das Ansaugen den longitudinalen Wirbelstrom in der Verbrennungskammer 5, wie oben angegeben, und dies er zielt einen hohen Spülungswirkungsgrad.

Der erfindungsgemäße Motor führt einen ersten Verbrennungs prozeß zur Verbrennung des Kraftstoffes (des ersten Kraftstof fes), der in den ersten Kompressionshub (2) eingespritzt wird, und einen zweiten Verbrennungsprozeß zur Einspritzung zusätzli chen Kraftstoffes (des zweiten Kraftstoffes) in die verbrannten Gase, die im ersten Verbrennungsprozeß erzeugt werden, und zur Verbrennung des zusätzlichen Kraftstoffes vom zweiten Kompres sionshub (2) zum zweiten Expansionshub (5) aus. Diese Prozesse werden durch ein PV-Diagramm der Fig. 4 gezeigt (Fig. 4 ist eine graphische log-log-Darstellung).

Wie in Fig. 2 gezeigt, kann der Kraftstoff an irgendeinem Punkt im ersten Expansionshub (3) und zweiten Kompressionshub (4) im zweite Verbrennungsprozeß eingespritzt werden. In der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch der zusätzliche Kraftstoff (der zweite Kraftstoff) im ersten Expan sionshub (3) eingespritzt.

Im unregelmäßigen Viertaktbetrieb wird eine Open-Loop- Steuerungsoperation ausgeführt, so daß das Luft-Kraftstoff- Verhältnis gleich einem Sollwert sein kann. Die ECU 60 bestimmt getrennt ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei der Haupt kraftstoffeinspritzung und ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei der gesamten Einspritzung gemäß einem Motorbetriebszustand. Die ECU 60 steuert das Hauptkraftstoffeinspritzungsvolumen und das Gesamtkraftstoffeinspritzungsvolumen, so daß das Kraft stoffeinspritzungsvolumen bei der Hauptkraftstoffeinspritzung (der ersten Kraftstoffeinspritzung) und das gesamte Kraftstoff einspritzungsvolumen bei der Hauptkraftstoffeinspritzung und die zusätzliche Kraftstoffeinspritzung (die zweite Kraftstoff einspritzung) auf vorbestimmten jeweiligen Soll-Luft-Kraft stoffverhältnissen bezüglich dem Volumen der im Ansaughub auf genommenen Luft liegen kann.

Erfindungsgemäß wird nahezu 1/2 des Kraftstoffes in der Hauptkraftstoffeinspritzung eingespritzt, und ein wenig mehr als 1/2 des Kraftstoffes wird in der zusätzlichen Kraftstoff einspritzung eingespritzt.

Das obige Soll Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird gemäß dem Soll-Pe und der Motordrehzahl Ne auf der Grundlage des Kennfel des bestimmt. Ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird be züglich des Ansaugvolumens eingestellt, das durch den Luft stromsensor 37 abgefühlt wird, da die Ansaugung während der Spülung durchbläst.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt, wie in Fig. 2 gezeigt, die Zündkerze 4 eine Zündung genau vor einem oberen Totpunkt (TDC) im ersten Kompressionshub (2) im ersten Kompres sionsprozeß aus, und die Zündkerze 4 führt eine Zündung genau vor einem oberen Totpunkt (TDC) im zweiten Kompressionshub (4) im zweiten Kompressionsprozeß aus.

Im zweiten Verbrennungsprozeß kann jedoch die Selbstzündung im Kompressionshub durchgeführt werden, wenn die Zylindertem peratur ausreichend hoch ist. Wenn es folglich möglich ist, eine Verbrennung sicher durch Kompressionsselbstzündung durch zuführen, wird die Zündkerze 4 daran gehindert, eine Zündung durchzuführen, wie in Fig. 3 gezeigt. Ob die Kompressions selbstzündung möglich ist oder nicht (die Feststellung über die Möglichkeit der Kompressionsselbstzündung) hängt von minde stens einem des Folgenden ab: der Motordrehzahl, der Motorbe lastung, dem Verhältnis des Kraftstoffeinspritzungsvolumens zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei der ersten Verbrennung und dem zweiten Kraftstoffeinspritzungszeitpunkt.

Im zweiten Kompressionsprozeß wird die Selbstzündung durch geführt, wenn die Zylindertemperatur ausreichend hoch ist. Folglich kann mindestens eines der Motordrehzahl, der Motorbe lastung, das Verhältnis des Kraftstoffeinspritzungsvolumens zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der ersten Verbrennung und der zweite Kraftstoffeinspritzungszeitpunkt gemäß der Motor drehzahl und der Motorbelastung gesteuert werden, so daß die Kompressionsselbstzündung ermöglicht wird.

Im Fall eines Benzinmotors nimmt die Zylindertemperatur nicht in einem solchen Ausmaß zu, daß die Selbstzündung ermög licht wird, und folglich führt die Zündkerze 4 vorzugsweise eine Zündung fehlerfrei durch.

Im Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor gemäß einer Aus führungsform der vorliegenden Erfindung, der in der oben er wähnten Weise aufgebaut ist, wird der unregelmäßige Viertakt betrieb ausgeführt, indem der erste Kompressionshub (2), der erste Expansionshub (3), der zweite Kompressionshub (4) und der zweite Expansionshub (5) in dieser Reihenfolge durchgeführt werden, wenn der Motor teilweise belastet ist, wobei der Soll wert Pe kleiner als der vorbestimmte Wert Pe₀ ist und die Mo tordrehzahl Ne niedriger als der vorbestimmte Wert Ne₀ ist.

Das heißt, das Auslaßventil 12 und das Einlaßventil 10 wer den zuerst in dieser Reihenfolge geöffnet, wenn der Kolben 8 nach unten geht, so daß das Ansaugen (1) und das Ausstoßen (6) in einer überlappenden Weise zur Spülung der verbrannten Gase durchgeführt werden können.

Das Auslaßventil 12 und das Einlaßventil 10 werden dann in dieser Reihenfolge geschlossen, wenn der Kolben 8 nach oben geht, so daß der Kraftstoff vom Kraftstoffeinspritzungsventil 6 eingespritzt werden kann (die Hauptkraftstoffeinspritzung), wie in Fig. 5(a) gezeigt, während der Kolben 8 nach oben geht (der erste Kompressionshub (2)). Bei der Hauptkraftstoffein spritzung wird der Kraftstoff mit nahezu 1/2 des Kraftstoffvo lumens eingespritzt, das dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bezüglich des Volumens der Luft entspricht, die im Ansaughub (1) aufgenommen wird.

Wenn der Kolben 8 einen Punkt in der Nähe zu einem oberen Kompressionstotpunkt erreicht, führt die Zündkerze 4 eine Fun kenzündung durch, um die erste Verbrennung zu bewirken, wie in Fig. 5(b) gezeigt. In dieser ersten Verbrennung wird der erste Expansionshub (3) durch eine magere Schichtverbrennung (magere Schichtladungsverbrennung) durchgeführt, bei der zündfähige Mischungen mit hohen Kraftstoffkonzentrationen in der Nähe der Zündkerze 4 gesammelt werden, wobei das Gesamt-Luft-Kraftstoff- Verhältnis auf einem mageren Verhältnis gehalten werden, wie in Fig. 5(c) gezeigt.

Wie in Fig. 5(d) gezeigt, koexistieren in der Hoch temperaturatmosphäre im Zylinder viele aktive Stoffe (brennbare Komponenten) im Kraftstoff und den verbrannten Gase und über schüssigen Sauerstoff, wenn der zusätzliche Kraftstoff in die verbrannten Hochtemperaturgase in der Mitte des ersten Expan sionshubes (3), der der ersten Verbrennung (dem ersten Verbren nungsprozeß) folgt, oder in der Mitte des zweiten Kompressions hubes (4) eingespritzt wird, der nicht dargestellt wird.

Da die obigen Hochtemperaturgase im folgenden zweiten Kom pressionshub (4) komprimiert werden, wird die Zersetzung des Kraftstoffes bei hoher Temperatur und hohem Druck beschleunigt und die Mischung der Luft und des Kraftstoffes wird ebenfalls beschleunigt, wie in Fig. 5(e) gezeigt. Wenn die Zündkerze 4 eine Funkenzündung an einem Punkt in der Nähe zu einem oberen Totpunkt des zweiten Kompressionshubes (4) durchführt, kann die zweite Verbrennung (der zweite Verbrennungsprozeß) sehr effi zient durchgeführt werden.

Wenn die Zylindertemperatur ausreichend hoch ist, zündet der Kraftstoff im Zylinder infolge der hohen Temperatur und des Druckes am Ende des Kompressionshubes selbst (in der Nähe des oberen Totpunktes des zweite Kompressionshubes (4)), wie in Fig. 5(f) gezeigt, selbst wenn die Zündkerze 4 keine Funkenzün dung durchführt. In diesem Fall schreitet die Mischung des Kraftstoffes und der verbrannten Gase fort, wenn es einen aus reichenden Abstand zwischen dem Ende der zusätzlichen Kraft stoffeinspritzung und dem oberen Totpunkt des zweiten Kompres sionshubes (4) gibt. Dies bildet eine gleichmäßige Mischung, um eine Mehrpunktselbstzündung zu bewirken, in der die Zündung an mehreren Punkten im Zylinder (Verbrennungskammer) durchgeführt wird. Daher kann die zweite Verbrennung (der zweite Verbren nungsprozeß) sehr effizient durchgeführt werden. Dieser unre gelmäßige Viertaktbetrieb des erfindungsgemäßen Motors redu ziert einen Pumpverlust und verbessert den Verbrennungswir kungsgrad in der mageren Schichtladungs-Funkenzündungsverbren nung (der Verbrennung im ersten Verbrennungsprozeß), der sich aus der Einspritzung im Kompressionshub genau nach dem Ansaugen (1) (der Hauptkraftstoffeinspritzung) ergibt.

Im zweiten Verbrennungsprozeß genau nach dem ersten Ver brennungsprozeß wird der Kraftstoff weiter in die verbrannten Hochtemperaturgase eingespritzt, die eine große Menge reagie render unverbrannter aktiver Stoffe und Sauerstoff enthalten. Der eingespritzte Kraftstoff wird schnell in der Hochtempera turatmosphäre vergast (oder zersetzt) und wird daher leicht verbrannt. In dieser Verbrennung (der Verbrennung im zweiten Verbrennungsprozeß) führen die oben erwähnten unverbrannten Stoffe, die HC und HO_x enthalten, ebenfalls wieder gleichzeitig eine Oxidationsreaktion durch. Dies ermöglicht eine sehr effi ziente Verbrennung und vermindert die Auspuffgasemission, die gereinigt werden muß. Ein Teil des NO_x reagiert effektiv mit H, das aus dem Kraftstoff während der erneuten Kompression (dem zweiten Kompressionshub) (4) entfernt wird, und wird während dieses Kompressionshubes reduziert.

Wenn der zweite Kompressionsprozeß durch Funkenzündung durchgeführt wird, kann die Verbrennung fehlerfrei durchgeführt werden. Überdies wird das NO_x in den Restgasen durch CO₂ in den Restgasen verdünnt, und dies senkt einen Emissionspegel von NO_x.

Wenn der zweite Verbrennungsprozeß durch Kompressions selbstzündung durchgeführt wird, wird die vorgemischte Mischung an mehreren Punkten gezündet, wie oben angegeben. Dies redu ziert die Abgabe von NO_x, HC und Ruß beträchtlich und verbessert den Verbrennungswirkungsgrad.

Ferner werden die Auspuffgase, die sich aus dem ersten Ver brennungsprozeß und dem zweiten Verbrennungsprozeß ergeben, im Auslaßhub (6) nach der Verbrennung ausgestoßen, wie oben ange geben. Dies reduziert die tatsächliche Emission beträchtlich, die vom Motor ausgestoßen wird.

Ferner werden das Ausstoßen (6) und das Ansaugen (1) in ei ner vorbestimmten kurzen Zeitspanne zwischen der zweiten Hälfte des zweiten Expansionshubes (5) und der ersten Hälfte des er sten Kompressionshubes (2) durchgeführt. Daher werden die im zweiten Verbrennungsprozeß (5) erzeugten verbrannten Gase nicht vollständig aus dem Zylinder beseitigt, und folglich wird der erste Verbrennungsprozeß durchgeführt, wobei eine verhältnis mäßig große Menge Restgase vorhanden ist. Dies reduziert die Erzeugung von NO_x.

Ferner gibt es nur vom Standpunkt des Aufbaus einen kleinen Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Motor und dem her kömmlichen Motor, da sie sich nur in ihren Arbeitszyklen unter scheiden. Folglich können die obigen Effekte erzielt werden, ohne die Herstellungskosten wesentlich zu erhöhen.

Ferner ist es möglich, die Sauerstoffkonzentration in den unverbrannten Gasen, die als Arbeitsgase im zweiten Verbren nungsprozeß dienen, die Konzentration von Verbrennungsproduk ten, wie CO₂ und CO, und die Temperatur der Gase zu ändern, indem das Verhältnis des Kraftstoffeinspritzungsvolumens zwi schen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung und der Zeitpunkt der zweiten Kraftstoffeinspritzung eingestellt werden. Dies erhöht die Freiheit bei der Steuerung des Motors beträchtlich, und verwirklicht die Kompressionszündung (Kom pressionsselbstzündung) der vorgemischten Mischung in weiten Belastungs- und Drehzahlbereichen.

Überdies macht es der erfindungsgemäße Motor möglich, eine externe EGR aus dem Ansaugsystem wegzulassen, und macht es mög lich, die Verunreinigung des Ansaugsystems und die Ablagerung von Kohlenstoff im Ansaugsystem zu verhindern.

Ferner macht es der erfindungsgemäße Motor möglich, ein ma geres NO_x wegzulassen, und reduziert folglich die Kosten und vereinfacht die Motorsteuerungsoperation.

Fig. 6 zeigt die NO_x-Abgabe, die HC-Abgabe und die Netto- Kraftstoffausnutzung. Eine Linie a zeigt die gewöhnliche vor gemischte Viertaktverbrennung an, eine Linie b zeigt die ge wöhnliche magere Viertakt-Schichtladungsverbrennung an und eine Linie c zeigt den unregelmäßigen Viertaktbetrieb an. Be zugsziffer 1 zeigt die NO_x-Abgabe an, Bezugsziffer 2 zeigt die HC-Abgabe an und Bezugsziffer 3 zeigt die Netto-Kraftstoffaus nutzung an. Wenn die Belastung kleiner als der vorbestimmte Wert Pe₀ ist, führt der Motor den unregelmäßigen Viertaktbe trieb durch, und wenn die Belastung nicht kleiner als der vor bestimmte Wert Pe₀ ist, führt der Motor die gewöhnliche vorge mischte Viertaktverbrennung durch. Folglich können die NO_x-Ab gabe, die HC-Abgabe und die Netto-Kraftstoffausnutzung in einem weiten axialen Drehmomentbereich (Motorbelastungsbereich) auf bevorzugten Pegeln gehalten werden, wie aus Fig. 6 klar wird.

Es sollte verstanden werden, daß es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die offenbarten spezifischen Formen zu be schränken, sondern daß es im Gegenteil die Absicht ist, alle Modifikationen, alternativen Konstruktionen und Äquivalente abzudecken, die in den Geist und Rahmen der Erfindung fallen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen ausgedrückt wird. Zum Bei spiel ist der Zeitpunkt der zusätzlichen Kraftstoffeinspritzung in den ersten Expansionshub (3) gelegt, jedoch kann er vom er sten Expansionshub (3) bis zum zweite Kompressionshub (4) ge legt werden, oder in den zweiten Kompressionshub (4) gelegt werden, insofern der zusätzliche Kraftstoff ausreichend akti viert und mit der Luft gemischt wird.

Ferner beträgt gemäß der obigen Ausführungsform das Volumen des Kraftstoffes, der in der Hauptkraftstoffeinspritzung (der ersten Einspritzung) eingespritzt wird, nahezu 1/2 des Gesamt kraftstoffvolumens, jedoch kann es beliebig innerhalb des Be reichs zwischen etwa 0,1 und 0,5 eingestellt werden, was bevor zugt wird, da ein übermäßig hohes Äquivalenzverhältnis infolge einer großen Mengen inaktiver Gase die Verbrennung schwierig macht und ein übermäßig niedriges Äquivalenzverhältnis die sta bile Zündung unmöglich macht.

Das Verhältnis des ersten Einspritzungsvolumens zum zweiten Einspritzungsvolumen beeinflußt jedoch die Vibrationen, die sich aus einem Unterschied zwischen der ersten Verbrennung und der zweiten Verbrennung ergeben und die Menge und Temperatur der Restgase, um die Hochtemperatur-Selbstzündung in der zwei ten Verbrennung zu erreichen. Wenn das erste Einspritzungsvo lumen übermäßig fett ist, weisen die Restgase eine übermäßige Konzentration auf (das Äquivalenzverhältnis beträgt 0,5 und das EGR-Verhältnis beträgt 100%). Von diesem Standpunkt ist es not wendig, das erste Kraftstoffeinspritzungsvolumen zu beschrän ken. Es wird daher bevorzugt, das erste Kraftstoffeinsprit zungsvolumen zu reduzieren und dementsprechend das zweite Kraftstoffeinspritzungsvolumen zu erhöhen.

Gemäß der obigen Ausführungsform wird der unregelmäßige Viertakt nur im leichten Belastungsbereich angewendet, da die schwere Belastung einen Mangel an Ansaugluft bewirkt, jedoch kann der unregelmäßige Viertaktbetrieb auch im hohen Bela stungsbereich durchgeführt werden, indem eine Aufladungsvor richtung verwendet wird, die eine Aufladung durchführt, um eine ausreichende Menge von Ansaugluft im hohen Belastungsbereich zu erzielen. In diesem Fall wird die Netto-Kraftstoffausnutzung verbessert, selbst wenn das axiale Drehmoment hoch ist (der Mo tor stark belastet ist) wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 6 angezeigt.

Ferner kann der Motor den unregelmäßigen Viertaktbetrieb durchführen (führt nicht den normalen Viertaktbetrieb durch).

Claims

1. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) der aufweist:
eine Ansaug- und Ausstoßeinrichtung zum Ansaugen und Aus stoßen von Luft während einer vorbestimmten Zeitspanne zwi schen einer zweiten Hälfte eines zweiten Expansionshubes und einer ersten Hälfte eines ersten Kompressionshubes, der dem zweiten Expansionshub folgt, so daß der erste Kompres sionshub, ein erster Expansionshub, ein zweiter Kompressi onshub und der zweite Expansionshub mit der Umdrehung einer Kurbelwelle (7) im Verbrennungsmotor aufeinanderfolgend wiederholt werden können;
eine Steuervorrichtung (60) zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff, der mindestens einer Verbrennungskammer (5) im Verbrennungsmotor zugeführt wird; und
der Steuervorrichtung (60) zur Ausführung einer Steuerungs operation, um ersten Kraftstoff in den ersten Kompressions hub einzuspritzen und zweiten Kraftstoff in den ersten Ex pansionshub oder den zweiten Kompressionshub einzusprit zen.

2. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 1, wobei:
die Steuervorrichtung (60) eine Steuerungsoperation aus führt, um den ersten Kraftstoff, der in den ersten Kompres sionshub eingespritzt wird, durch Funkenzündung zu verbren nen und den zweiten Kraftstoff, der in verbrannte Gase ein gespritzt wird, die während eines Verbrennungsprozesses des ersten Kraftstoffes erzeugt werden, durch Funkenzündung zu verbrennen.

3. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 1, wobei:
die Steuervorrichtung (60) eine Steuerungsoperation aus führt, um den ersten Kraftstoff, der in den ersten Kompres sionshub eingespritzt wird, durch Funkenzündung zu verbren nen und den zweiten Kraftstoff, der in verbrannte Gase ein gespritzt wird, die durch einen Verbrennungsprozeß des er sten Kraftstoffes erzeugt werden, durch Kompressions selbstzündung zu verbrennen.

4. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei:
die Ansaug- und Ausstoßeinrichtung eine Steuerungsoperati on ausführt, um eine Ausstoß- früher als eine Ansaugopera tion zu starten und die Ansaugoperation später als die Aus stoßoperation zu beenden.

5. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der ferner aufweist:
eine Aufladungsvorrichtung, die in einem Ansaugsystem an geordnet ist.

6. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei:
die Ansaug- und Ausstoßeinrichtung eine einstellbare Ven tileinrichtung (41) aufweist, die eine Betriebsart zwischen einer normalen Betriebsart zur Ausführung eines normalen Viertaktbetriebs, wobei ein Ansaughub, ein Kompressions hub, ein Expansionshub und ein Auslaßhub mit der Umdrehung der Kurbelwelle (7) im Verbrennungsmotor aufeinanderfol gend wiederholt werden, und einer unregelmäßigen Betriebs art zur Ausführung eines unregelmäßigen Betriebs, wobei der erste-Kompressionshub, der erste Expansionshub, der zweite Kompressionshub und der zweite Expansionshub aufeinander folgend wiederholt werden, umschaltet; und
die Steuervorrichtung (60) die Operation der einstellbaren Ventileinrichtung (41) steuert, um den normalen Viertakt betrieb in der normalen Betriebsart mindestens dann auszu führen, wenn der Verbrennungsmotor (1) mit einer hohen Be lastung arbeitet.

7. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei:
die Steuervorrichtung (60) eine Open-Loop-Steuerungsopera tion ausführt, so daß eine Gesamtkraftstoffmenge des ersten Kraftstoffes und des zweiten Kraftstoffes bezüglich einer Menge Ansaugluft ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoff-Ver hältnis aufweist.

8. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei:
die Steuervorrichtung (60) eine Menge des ersten Kraftstof fes auf einen Wert zwischen etwa 1/10 und etwa 1/2 der Ge samtkraftstoffmenge steuert, und eine Menge des zweiten Kraftstoffes auf eine Differenzkraftstoffmenge zwischen der Gesamtkraftstoffmenge und der Menge des ersten einge spritzten Kraftstoffes steuert.

9. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei:
die Steuervorrichtung (60) eine Funktion zur Bestimmung, ob der zweite Kraftstoff durch Kompressionsselbstzündung ver brannt werden kann, gemäß mindestens einem des Folgenden aufweist: einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Verbren nungsmotors, einer Belastung des Verbrennungsmotors, einem Verhältnis der ersten Kraftstoffmenge zur zweiten Kraft stoffmenge, einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung des ersten Kraftstoffes und einem Einsprit zungszeitpunkt des zweiten Kraftstoffes; und
die Steuervorrichtung (60) den zweiten Kraftstoff, der im ersten Expansionshub oder zweiten Kompressionshub einge spritzt wird, durch Funkenzündung verbrennt, wenn festge stellt wird, daß der zweite Kraftstoff nicht durch die Kom pressionsselbstzündung verbrannt werden kann.

10. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei:
die Steuervorrichtung (60) dafür sorgt, daß der zweite Kraftstoff durch die Kompressionsselbstzündung verbrennbar ist, indem mindestens eines des Folgenden gesteuert wird:
eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1), eine Belastung des Verbrennungsmotors, ein Verhältnis der ersten Kraftstoffmenge zur zweiten Kraftstoffmenge, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung des er sten Kraftstoffes und ein Einspritzzeitpunkt des zweiten Kraftstoffes.

11. Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei:
die Steuervorrichtung eine Steuerungsoperation ausführt, um den ersten Kraftstoff in den ersten Kompressionshub ein zuspritzen, so daß der erste Kraftstoff eine Schichtla dungsverbrennung ausführt, und
eine Steuerungsoperation ausführt, um den zweiten Kraft stoff in den ersten Expansionshub einzuspritzen, so daß der zweite Kraftstoff eine gleichmäßige Verbrennung ausführt.

12. Verfahren zur Steuerung eines Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotors (1), das die Schritte aufweist:
Ausführen einer Ansaugoperation und einer Ausstoßoperation während einer vorbestimmten Zeitspanne zwischen einer zwei ten Hälfte eines zweiten Expansionshubes und einer ersten Hälfte eines ersten Kompressionshubes, der dem zweiten Ex pansionshub folgt, um mit der Umdrehung einer Kurbelwelle im Verbrennungsmotor aufeinanderfolgend den ersten Kom pressionshub, einen ersten Expansionshub, einen zweiten Kompressionshub und den zweiten Expansionshub zu wiederho len; und
Einspritzen eines ersten Kraftstoffes in den ersten Kom pressionshub; und
Einspritzen eines zweiten Kraftstoffes in den ersten Expan sionshub oder den zweiten Kompressionshub.

13. Verfahren zur Steuerung eines Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotors (1) nach Anspruch 12, das ferner die Schritte aufweist:
Ausführen eines ersten Verbrennungsprozesses der Verbren nung des ersten Kraftstoffes vom ersten Kompressionshub zum ersten Expansionshub durch Einspritzen des ersten Kraft stoffes in den ersten Kompressionshub; und
Ausführen eines zweiten Verbrennungsprozesses der Verbren nung des zweite Kraftstoffes vom zweiten Kompressionshub zum zweiten Expansionshub durch Einspritzen des zweiten Kraftstoffes in verbrannte Gase, die im ersten Verbren nungsprozeß erzeugt werden.

14. Verfahren zur Steuerung eines Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotors (1) nach Anspruch 12 oder 13, das ferner den Schritt aufweist:
Verbrennung des ersten Kraftstoffes, der in den ersten Kom pressionshub eingespritzt wird, durch Funkenzündung und Verbrennung des zweiten Kraftstoffes, der in verbrannte Gase eingespritzt wird, die während eines Verbrennungspro zesses des ersten Kraftstoffes erzeugt werden, durch Fun kenzündung.

15. Verfahren zur Steuerung eines Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotors (1) nach Anspruch 12 oder 13, das ferner den Schritt aufweist:
Verbrennung des ersten Kraftstoffes, der in den ersten Kom pressionshub eingespritzt wird, durch Funkenzündung und Verbrennung des zweiten Kraftstoffes, der in verbrannte Gase eingespritzt wird, die während eines Verbrennungspro zesses des ersten Kraftstoffes erzeugt werden, durch Kom pressionsselbstzündung.

16. Verfahren zur Steuerung eines Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotors (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, das fer ner den Schritt aufweist:
es wird eine einstellbare Ventileinrichtung (41) vorgese hen, die eine Betriebsart zwischen einer normalen Betriebs art zur Ausführung eines normalen Viertaktbetriebs, wobei ein Ansaughub, ein Kompressionshub, ein Expansionshub und ein Auslaßhub mit der Umdrehung der Kurbelwelle im Verbren nungsmotor aufeinanderfolgend wiederholt werden, und einer unregelmäßigen Betriebsart zur Ausführung eines unregelmä ßigen Betriebs, wobei der erste Kompressionshub, der erste Expansionshub, der zweite Kompressionshub und der zweite Expansionshub aufeinanderfolgend wiederholt werden, um schaltet; und
Betreiben der einstellbaren Ventileinrichtung (41), um den normalen Viertaktbetrieb in der normalen Betriebsart min destens dann auszuführen, wenn der Verbrennungsmotor mit einer hohen Belastung arbeitet.

17. Verfahren zur Steuerung eines Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotors (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, das fer ner den Schritt aufweist:
Ausführen einer Open-Loop-Steuerungsoperation, so daß eine Gesamtkraftstoffmenge des ersten Kraftstoffes und des zwei ten Kraftstoffes bezüglich einer Menge Ansaugluft ein vor bestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufweist.

18. Verfahren zur Steuerung eines Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotors (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, das fer ner den Schritt aufweist:
Steuerung einer Menge des ersten Kraftstoffes auf einen Wert zwischen etwa 1/10 und etwa 1/2 der Gesamtkraftstoff menge, und Steuerung einer Menge des zweiten Kraftstoffes auf eine Differenzkraftstoffmenge zwischen der Gesamt kraftstoffmenge und der Menge des ersten eingespritzten Kraftstoffes.

19. Verfahren zur Steuerung eines Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotors (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, das fer ner die Schritte aufweist:
Feststellen, ob der zweite Kraftstoff durch Kompressions selbstzündung verbrannt werden kann, gemäß mindestens eines des Folgenden: einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Ver brennungsmotors, einer Belastung des Verbrennungsmotors, einem Verhältnis der ersten Kraftstoffmenge zur zweiten Kraftstoffmenge, einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung des ersten Kraftstoffes und einem Ein spritzzeitpunkt des zweiten Kraftstoffes; und
Verbrennung des zweiten Kraftstoffes, der in mindestens den ersten Expansionshub oder den zweiten Kompressionshub ein gespritzt wird, durch Funkenzündung, wenn festgestellt wird, daß der zweite Kraftstoff nicht durch die Kompressi onsselbstzündung verbrannt werden kann.

20. Verfahren zur Steuerung eines Direkteinspritzungs-Verbren nungsmotors (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, das fer ner die Schritte aufweist:
Ausführen einer Steuerungsoperation, um den ersten Kraft stoff in den ersten Kompressionshub einzuspritzen, so daß der erste Kraftstoff eine Schichtladungsverbrennung aus führt, und Ausführen einer Steuerungsoperation, um den zweiten Kraftstoff in den ersten Expansionshub einzusprit zen, so daß der zweite Kraftstoff eine gleichmäßige Ver brennung ausführt.